放射性废物固化方法探讨
放射性废物固化处理的研究及应用现状
ｉｃ ｔ ｎ，ｓ ｎ ｏ ｏｉｉｃ ｔ ｎ ｆ ａｉ ｉ ｏ ｙ ｒｃｓ ｌ ｆ ａｉ ｄ ｉ ｏ
０ 引言
核能 的开发和利 用给 人类 带来 巨大 的经 济效 益和 社会 效
（ Ｓｃ ｕｎＰｒｖ １ ｉｈ ａ ｏ ．Ｋｅ ｂｏ ｖ ｎ ｅ ｏ ｓｒｃｉｎＭａｅｉｌ ｏ ｔｗｅｔ ｉｅｓ ｙｏ ｃ ｎ ｅａ ｄＴ ｃ ｎ ｌｇ ｙＬａ ｆ Ａｄ ａ ｃｄＣ ｎ ｔｕ ｔ ｔｒａ，Ｓ ｕｈ ｓ ｖ ｒｉ ｆ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ。Ｍ ｉｎ ｍｇ ２ ０ ０ ｏ Ｕｎ ｔ Ｓｅ ａｙ ６ １１ ￣
放射性废 物进行 固化 处理后埋入地 下 已经成为放射性废 物 处置的发展趋 势。对水泥 固化、 沥青 固化 、 塑料 固化 、 玻璃 固化、 人造岩石 固化等 ５种 固化处理方法的 固化机理 、 究现状 、 研 应用情况 、 适用领域及优缺点进行 了较 系统的分析探 讨 。水泥 固化、 沥青 固化 、 塑料 固化适 用于中低放废物 的 固化处理 ， 璃 固化和人造 岩石 固化适 用于 高放废 物的 固化 玻
处理 。
关 键 词
放射性废物
水泥固化
沥青 同化
塑料 固化
玻璃 固化
人造岩石固化
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｄ Ａｐ ｌｃ ｔｏ ｔ ｔ ｓｏ ｄ ｏ ｃ ｉ ｅＷ ａ ｔ ｏ ｉ ｉｉａ ｉｎ ｓ ａ ｃ ｎ ｐ ｉａ ｉ ｎ Ｓ ａ ｕ ｆＲａ ｉ ａ ｔｖ ｓｅＳ ｌ ｆｃ ｔ ｄ ｏ ＣＨＥ Ｃ ｕ ｘａ ， ＮＧ Ｙｕ ｎ ｈ ｎ ＧＵＩ ａ ｇ ｈ ｎ ｉ。ＴＥ ａ ｃ ｅ ｇ ， ｎ。 Ｑｉ
２ Ｐ ｔｏ ｈ ｍｉａ ｓ ａｃ ｎ ｔｔ ｔ ｆ１ ｎ ｈ ｕ Ｐ ｔｏ ｈ ｍ ｉ ｌ ｏ ａ ｙ Ｐｅｒ ｃ ｉａ ．ｎ ｈ ｕ ７ ０ ６ ） ｅ ｒｃ ｅ ｃ ｌ Ｒｅ ｅ ｒｈ Ｉ ｓｉｕ ｅｏ ． ｚ ｏ ｅｒ ｃ ｅ ｃ ｍｐ ｎ 。 ｔｏ ｈｎ ，Ｉ ｚ ｏ ３ ０ ０ ａ ａ Ｃ ａ
放射性废物管理与处理技术的研究
放射性废物管理与处理技术的研究在当今科技飞速发展的时代，核能的应用在为人类带来巨大利益的同时，也产生了一个不容忽视的问题——放射性废物。
放射性废物的管理与处理技术成为了保障人类健康和环境安全的关键环节。
放射性废物是指含有放射性核素或被放射性核素污染，其浓度或活度大于国家审管部门规定的清洁解控水平，并且预计不再利用的物质。
这些废物具有放射性、毒性和潜在的长期危害，如果管理和处理不当，将对生态环境和人类健康造成严重的影响。
放射性废物的来源广泛。
首先，核反应堆在运行过程中会产生大量的放射性废物，包括核燃料的裂变产物、反应堆结构材料的活化产物等。
其次，核工业中的铀矿开采、铀浓缩、核燃料加工等环节也会产生放射性废物。
此外，医疗、科研、工业等领域使用放射性物质时也会产生一定量的放射性废物。
对于放射性废物的管理，需要遵循一系列的原则和标准。
首要原则是“保护人类健康和环境”，这意味着在整个管理过程中，必须采取一切必要的措施来防止放射性物质的释放和扩散，确保对人类和环境的影响最小化。
同时，还需要遵循“放射性废物的分类管理”原则，根据废物的放射性水平、半衰期、物理化学性质等因素，将其分为不同的类别，并采取相应的管理措施。
此外，“废物最小化”原则也是至关重要的，通过优化核设施的设计、运行和维护，减少放射性废物的产生量。
在放射性废物的处理技术方面，目前主要有以下几种方法。
首先是“浓缩与贮存”技术。
对于低放射性废物，通常采用压缩、封装等方法进行处理，然后在专门设计的贮存设施中进行长期贮存。
这些贮存设施需要具备良好的防护性能，能够有效阻挡放射性物质的泄漏，并防止外界因素对废物的影响。
其次是“固化处理”技术。
对于高放射性废物，如核反应堆产生的乏燃料，通常采用固化处理的方法。
常用的固化材料包括玻璃、陶瓷、水泥等，将放射性废物与固化材料混合，形成稳定的固体，从而降低放射性物质的迁移性和毒性。
“焚烧处理”技术也是一种有效的方法。
对于某些有机放射性废物，可以通过焚烧的方式将其转化为灰烬和气体，然后对灰烬进行固化处理，对气体进行净化处理。
放射性废物水泥固化研究进展
第44卷第12期原子能科学技术Vol.44,No.122010年12月Atomic Ener gy Science and T echno logy Dec.2010放射性废物水泥固化研究进展孙奇娜1,李俊峰1,王建龙1,2(1.清华大学核能与新能源技术研究院环境技术研究室,北京 100084;2.清华大学环境模拟与污染控制国家重点联合实验室,北京 100084)摘要:水泥化学的理论研究进展和新的水泥系列、混合材、外加剂及混凝土用纤维材料的研究成果,均可借鉴到放射性废物水泥固化的配方研究中。
本文综述硅酸盐水泥、碱活化矿渣水泥、硫铝酸盐水泥等在放射性废物水泥固化研究中的应用现状,介绍火山灰质混合材、外加剂、纤维材料等在提高废物包容量、固化体强度、耐久性和降低核素浸出等方面的研究进展,以期为水泥固化配方的研究与开发提供新的思路。
关键词:放射性废物;水泥固化;水泥基材;混合材;外加剂;纤维中图分类号:T L 941.111 文献标志码:A 文章编号:1000 6931(2010)12 1427 09Research Progress in Cementation of Radioactive WastesSUN Qi na 1,LI Jun feng 1,WANG Jian long1,2(bor ator y of E nv iro nmental T echnolog y ,I nstitute of N uclear and N ew Ener gy T echnology ,T singhua Univer sity ,Beij ing 100084,China;收稿日期:2009 11 04;修回日期:2010 05 26基金项目:国家自然科学基金资助项目(20701024,50830302)作者简介:孙奇娜(1982 ),女(满族),河北隆化人,讲师,博士研究生,环境科学与工程专业2.S tate K ey J oint L abor ator y of E nv iro nment Simulation and P ollution Contr ol ,Beij ing 100084,China)Abstract:T he advances in cement chem istry and the new cem ent products,the applica tion of adm ixtures,additives and fibers can co ntribute to the form ulation study o f r adio activ e w astes cem entation.T he applicatio n status of cem ent matrices fo r imm obilization of radioactive w astes,including Portland cement,alkali activated slag cement,calcium sulfo alum inate cement etc.was review ed.The admix tures,additives and fibers used fo r im pr oving cemented wastes perform ance,including w astes loading,co mpr essive streng th and lo ng term durability o f cemented w astes w ere introduced.T he o bjective of this review is to provide some new tho ug hts for the research and dev elo pment o f radio ac tive w astes cementation.Key words:radioactive waste;cementation;cement material;admixture;additive;fiber 在核电站运行过程和核科技研究中产生大量放射性废物,高效安全地处置放射性废物是关系到核事业发展的一大核心问题。
核电厂放射性废物水泥固化线的分析和改进
工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald63核电厂的运行与维护会产生相应的放射性废物，包括蒸残液、废树脂及废过滤器芯等，这些放射性废物经过处理，在核电厂储存一段时间后送至放射性处置场处置。
核电厂通常采用的处理方法是水泥固化法。
目前，国内已运行的及在建的所有压水堆核电站都采用了水泥固化技术处理放射性废物。
1 水泥固化原理水泥固化法是以硅酸盐水泥基材作为放射性废料的固化材料，通过机械固化、吸附固化和化学固化对废料中核素离子起到固化作用。
固化放射性废物的水泥固化体是一个不均匀的多相体系，由固相、少量液体和空气组成。
其中，固相主要由各种水化产物、残余熟料和废物等构成，而少量液体则存在于体系的孔隙中。
整个体系对于核素的滞留作用主要有三种：固溶作用、吸附作用和包容作用。
水泥固化法具有处理过程简单，加工技术良好，固化产品的热稳定性、化学稳定性和生物化学稳定性良好等优点。
2 水泥固化处理工艺国内已运行及在建的核电厂均采用水泥固化线进行放射性废物的固化处理，实现了放射性废物固化处理的自动化，按照水泥固化处理工艺的不同，可以分为桶内搅拌水泥固化线和桶外搅拌水泥固化线。
桶内搅拌水泥固化线和桶外搅拌水泥固化线的原理示意图见图1。
2.1 桶内搅拌固化线桶内搅拌是将废物、水泥和添加剂分别加入到废物桶内，放入搅拌桨进行搅拌。
充分搅拌均匀后提出搅拌桨，然后盖上桶盖。
整条固化线由7段不同的辊道组成，装有水泥的钢桶从起始工位经过渡工位被输送到取封盖工位，揭去桶盖后，送到搅拌工位，加入放射性废液[1]。
放射性废液经计量罐逐罐计量，借助重力作用进入桶中，与添加剂混合均匀。
由螺旋输送器将干料，逐渐加入桶中，与废液在桶内混合均匀。
为避免废液因来不及被水泥吸收而溢出，废液的添加分3～4次进行。
每次加完废液后，插入搅拌桨进行搅拌。
随着废液的增加，逐渐增加搅拌桨的插入深度。
最后一次加废液后，搅拌桨浸没在液面之下并高速旋转，将废液与水泥充分混合均匀。
放射性废物固化处理的研究及应用现状
3国家自然科学基金(中国工程物理研究院联合基金部分)资助项目(10176025) 车春霞:女,1980年生,硕士生,研究方向为电子陶瓷放射性废物固化处理的研究及应用现状3车春霞1,滕元成1,桂 强2(1 绵阳西南科技大学先进建筑材料四川省重点实验室,621010;2 中国石油兰州石化公司石化研究院,兰州730060) 摘要 放射性废物安全有效的处置是世界各国关注的重要课题,也是核工业健康、可持续发展的重要保证。
对放射性废物进行固化处理后埋入地下已经成为放射性废物处置的发展趋势。
对水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化、人造岩石固化等5种固化处理方法的固化机理、研究现状、应用情况、适用领域及优缺点进行了较系统的分析探讨。
水泥固化、沥青固化、塑料固化适用于中低放废物的固化处理,玻璃固化和人造岩石固化适用于高放废物的固化处理。
关键词 放射性废物 水泥固化 沥青固化 塑料固化 玻璃固化 人造岩石固化R esearch and Application Status of R adioactive W aste Solidif icationC H E Chunxia 1,TEN G Yuancheng 1,GU I Qiang 2(1 Sichuan Prov.K ey Lab of Advanced Construction Material ,S outhwest University of Science and T echnology ,Mianyang 621010;2 Petrochemical Research Institute of Lanzhou Petrochemical Company ,Petrochina ,Lanzhou 730060)Abstract It is an important problem to dispose radioactive waste safely and efficiently ,which is the guaranteeof healthy and continuous development for nuclear industry.One of development trends is to solidify the radioactive waste and then to bury it.This paper analyses and discussed solidification theories ,status of solidification research and application ,application field ,advantage and disadvantage of cement solidification ,bitumen solidification ,plastic solidi 2fication ,glass solidification and synroc solidification quite systematically.Cement solidification ,bitumen solidification and plastic solidification are fit to dispose low and intermediate level radioactive waste.G lass solidification and synroc solidification are fit to dispose high level radioactive waste.K ey w ords radioactive waste ,cement solidification ,bitumen solidification ,plastic solidification ,glass solid 2ification ,synroc solidification0 引言核能的开发和利用给人类带来巨大的经济效益和社会效益,同时也产生了大量的放射性废物,给人类的生存环境带来了较大的威胁。
放射性废弃物处置技术研究
放射性废弃物处置技术研究一、介绍随着核能的广泛应用，放射性废弃物排放量不断增加，如何安全有效地处置这些废弃物成为了一个亟待解决的问题。
本文将围绕放射性废弃物处置技术展开研究，重点探讨不同技术的优缺点及其在实际应用中的可行性。
二、废物固化技术废物固化技术是目前最常见的放射性废弃物处置方式之一。
该技术将放射性废物与特殊材料混合，并通过化学或物理手段将废物固化，形成固体块状物。
固化后的废物不易溶解、释放放射性物质，并能有效阻断放射性核素的迁移和扩散。
然而，废物固化技术仍面临一些挑战，如选取合适的固化剂、确保固化体的长期稳定性和抗破坏能力等问题。
三、地下储存技术地下储存技术是将放射性废弃物埋藏在地下深处的一种方法。
采用地下储存技术可以有效地减少废物对环境和人类的危害。
地下储存一般选择地质层稳定、覆盖层完整的地带，以阻止废物释放到地表和地下水中。
此外，地下储存技术还需要考虑储存设施的防渗透和防漏措施，以确保废物不会与周围环境发生作用。
然而，地下储存技术面临地质条件的限制和长期安全性的考虑。
四、放射性废物转化技术放射性废物转化技术是通过改变废物的物理化学性质，将其转化为较稳定或无害的物质。
例如，通过高温等离子体技术，可以将放射性废物转化为气体态或玻璃状物质。
这种转化技术可以有效减少废物的体积和放射性危害，并便于后续处理。
然而，放射性废物转化技术的应用仍面临技术成本高、设备复杂以及处理过程中产生的次生废物等问题。
五、放射性废物再处理技术放射性废物再处理技术是对废物进行化学处理或物理分离，将放射性核素从废物中提取出来，并对废物进行后续处理。
再处理技术可以有效降低放射性废物的体积和危害，减少核废物的排放量。
然而，再处理技术仍面临核素分离效率低、操作复杂、必须考虑辐射防护等挑战。
六、综合技术的发展趋势当前，放射性废物处置技术多元化发展。
未来的趋势是综合利用多种技术，实现对放射性废物的高效处理和综合利用。
例如，利用废物固化技术将放射性废物固化后，再通过转化技术降低其体积，最终应用地下储存技术进行长期储存。
放射性废物固化体抗浸出性快速测定方法探讨
第#期 !! 范智文等 ’ 放射性废物固化体抗浸出性快速测定方法探讨
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并采用浸出因子表示废物固化体的抗浸出性能9pp简介美国1低水平放射性废物固化体抗浸出性能测定的短期浸出试验程序2对样品制备样品和浸出容器的结构材料容器的尺寸和形状浸出剂体积与样品的暴露表面积之比取样和更换浸出液的次数和分析方法以及记录要求均有详细规定另外
"卷第#期 ! 第! * * +年,月 !)
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浸出试验周期 ! ): 后 才 能 报 告 浸 出 率 数 据 ! 二是只规定了第! 的 浸 出 率 限 值! 而未 长& ): 对浸出试验期间的累积浸出分数做出限定 $ 实 践表明 ! 对配方或固化材料不同的水泥固化体 ! 第! ): 的浸 出 率 虽 均 满 足 标 准 规 定 的 限 值 要 但累积浸 出 分 数 却 可 能 存 在 较 大 差 异 $ 显 求! 然! 仅靠 ! ): 的浸出率不能 很好反 映 固 化体 间 抗浸出性能的 差 异 $ 因 此 ! 有必要寻找"种快 速浸 出 试 验 方 法 ! 并给出"个能较全面反映固 化体抗浸出性能的结果表达方式 $
放射性废物处理技术的现状与挑战
放射性废物处理技术的现状与挑战在当今社会，随着核能的广泛应用以及核科学技术的不断发展，放射性废物的产生不可避免。
这些放射性废物如果处理不当，将会对人类健康和环境造成极大的威胁。
因此，放射性废物处理技术的研究和发展至关重要。
目前，放射性废物处理技术已经取得了一定的成果。
首先，固化技术是一种常见的处理方法。
通过将放射性废物与固化剂混合，形成稳定的固体物质，从而减少废物的体积和流动性，降低其对环境的潜在危害。
例如，水泥固化、玻璃固化等方法在实践中得到了广泛应用。
其次，深部地质处置是一种长期的处理策略。
选择合适的地质层，如稳定的岩层或盐层，将经过固化处理的放射性废物深埋其中。
这样可以利用地质层的天然屏障作用，阻止放射性物质向周围环境扩散。
一些国家已经建立了专门的地质处置库，用于长期存放高放废物。
此外，还有一些其他的处理技术也在不断发展和应用。
例如，离子交换技术可以用于去除放射性废水中的放射性离子；蒸发浓缩技术可以减少放射性废液的体积；生物处理技术在某些情况下也能发挥一定的作用。
然而，尽管取得了这些进展，放射性废物处理技术仍然面临着诸多挑战。
首先，放射性废物的复杂性是一个巨大的难题。
不同类型的放射性废物，其放射性水平、物理化学性质等差异很大，这就需要针对不同的废物类型开发专门的处理技术，增加了处理的难度和成本。
其次，处理技术的安全性和可靠性始终是关注的焦点。
任何处理过程中的失误都可能导致放射性物质的泄漏，造成严重的后果。
因此，处理技术必须经过严格的测试和验证，确保其在长期运行中的安全性和可靠性。
再者，公众对放射性废物处理的接受程度也是一个挑战。
由于对放射性的恐惧和不了解，公众往往对放射性废物处理设施的建设存在担忧和抵制，这给处理技术的推广和应用带来了很大的阻力。
另外，处理技术的可持续性也是一个需要考虑的问题。
随着时间的推移，处理设施的维护和管理需要持续的投入和资源保障，如何确保处理技术在长期内的可持续性是一个亟待解决的问题。
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2.1 塑料固化工艺流程 ......................................................................................................................... 4 2.1.1 脲醛固化 .............................................................................................................................. 4 2.1.2 聚乙烯固化 .......................................................................................................................... 4 2.1.3 聚氯乙烯固化 ...................................................................................................................... 4 2.1.4 聚苯乙烯固化 ...................................................................................................................... 4 2.1.5 聚酯固化 .............................................................................................................................. 4 2.1.6 环氧树脂固化 ...................................................................................................................... 5 2.1.7 聚合物浸渍混凝土 .............................................................................................................. 5
4、玻璃固化 .................................................................................................................................................. 7 4.1 玻璃固化工艺流程 ......................................................................................................................... 7 4.2 玻璃固化的原理 ............................................................................................................................. 8
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目录
前 言 .............................................................................................................................................................. 1 1、水泥固化 .................................................................................................................................................. 1更多资讯请关注微信公众号：jxs Nhomakorabeahool
题目：
学 号：
放射性废物固化方法探讨
姓 名：
班 级：
专 业：
核化工与核燃料工程
课程名称： 无机非金属材料
课程老师：
二零一三年十二月
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放射性废物固化方法探讨
摘要
玻璃固化体的稳定性随放射性废物放热而降低，导致其浸出率增加， 现较好的玻璃固体是硼酸盐玻璃；塑料固化有核素浸出率较低、包容废物 量较高等优点，但由于其工艺和设备相对复杂、化学稳定性和抗老化性能 较差等原因，在一定方面限制了它的应用面；水泥固化具有设备简单、生 产能力大、投资和运行费用低、无废气净化问题、原料易得、固化生产过 程二次污染少等优点，但是多孔性是水泥固化材料的致命弱点；人造岩石 固化以其致密度高、化学稳定性强、抗辐照性强和抗浸出性强等优点，被 广泛认为是第二代高放废物固化体，人造岩石固化放射性废物技术得到了 迅速的发展。 关键词：放射性废物；水泥固化；塑料固化；沥青固化；玻璃固化；人造 岩石固化
1.1 水泥固化工艺 ................................................................................................................................. 1 1.1.1 桶内混合 .............................................................................................................................. 1 1.1.2 桶外混合 .............................................................................................................................. 2 1.1.3 冷压水泥固化 ...................................................................................................................... 2 1.1.4 热压水泥固化 ...................................................................................................................... 2 1.1.5 聚合物浸渍混凝土固化 ...................................................................................................... 3 1.1.6 废物固定 .............................................................................................................................. 3
3、沥青固化 .................................................................................................................................................. 5 3.1 沥青固化的原理 ............................................................................................................................. 5 3.2 沥青固化工艺 ................................................................................................................................. 5 3.2.1 锅式法 .................................................................................................................................. 5 3.2.2 薄膜蒸发法 .......................................................................................................................... 6 3.2.3 螺杆挤压法 .......................................................................................................................... 6 3.2.4 转鼓固化法 .......................................................................................................................... 7